Question

【題目】實驗室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過量氨水反應制備MgAl2O4的主要流程如下:

（1）制備MgAl2O4過程中,高溫焙燒時發生反應的化學方程式為_____________。

（2）判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是__________________。

（3）在25 ℃下,向濃度均為0.01 mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成______沉淀(填化學式),生成該沉淀的離子方程式:_____________。{已知25 ℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10－11,Ksp[Al(OH)3]=3×10-34}。

（4）無水AlCl3(183 ℃升華)遇潮濕空氣即產生大量白霧,實驗室可用下列裝置制備。

裝置B中盛放飽和NaCl溶液,該裝置的主要作用是______;F中試劑的作用是__________________________________________。

（5）將Mg、Cu組成的3.92 g混合物投入過量稀硝酸中,充分反應后,固體完全溶解時收集到還原產物NO氣體1.792 L(標準狀況),向反應后的溶液中加入4 mol·L-1的NaOH溶液80 mL時金屬離子恰好完全沉淀。則形成沉淀的質量為____g。

Answer 1

【答案】 2Al(OH)3+Mg(OH)2MgAl2O4+4H2O AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液) Al(OH)3 Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ 除去HCl 吸收水蒸氣 8.00

【解析】試題分析：由制備MgAl2O4的主要流程可知，MgCl2、AlCl3的混合溶液與過量氨水反應后生成氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀，沉淀經洗滌、干燥、高溫灼燒后得到產品。

（1）制備MgAl2O4過程中,高溫焙燒時發生反應的化學方程式為2Al(OH)3+Mg(OH)2MgAl2O4+4H2O。

（2）沉淀表面可能會吸附少量的氯離子和銨根，判斷流程中沉淀是否洗凈，可以檢驗洗滌液中是否有氯離子或銨根，由于氯離子的檢驗更簡單、更靈敏，所以我們經常檢驗氯離子，所用的試劑是AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)。

（3）根據Ksp[Mg(OH)2]= c(Mg2+)c2(OH)=1.8×10-11，求得 c2(OH)= ，所以c(OH)= mol/L；由 Ksp[Al(OH)3]= c(Al3+) c3(OH)=3×10-34，求得c3(OH)= ，所以c(OH)= 。比較兩組數據可知，生成Al(OH)3沉淀所需要的OH濃度更小，所以先生成Al(OH)3沉淀。

（4）由題意和裝置圖可知，該實驗先用二氧化錳和濃鹽酸反應制備氯氣，這樣制備的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是除去HCl，C裝置的作用是干燥氯氣，D裝置是制備氯化鋁的裝置，E裝置收集氯化鋁，F裝置是保護裝置，防止空氣中的水蒸氣進入E引起氯化鋁水解，所以其中試劑的作用是吸收水蒸氣，G裝置吸收剩余的氯氣，防止污染空氣。

（5）將Mg、Cu組成的3.92 g混合物投入過量稀硝酸中，充分反應后,固體完全溶解時收集到NO氣體1.792 L(標準狀況下)，則NO的物質的量為0.08mol，反應過程中的電子轉移n(e-)=0.08mol=0.24mol，金屬離子恰好完全沉淀時生成氫氧化鎂和氫氧化銅，沉淀的質量等于金屬的質量加上其結合的氫氧根的質量，沉淀中n(OH-)= n(e-)=0.24mol，則形成沉淀的質量為3.92g+0.24mol17g/mol=8.00g。